Question

利用制取硫酸產(chǎn)生的礦渣（主要成分為Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、Al₂O₃及SiO₂等）制備高純氧化鐵（α-Fe₂O₃）的工藝流程如下：

（1）“酸浸”過程中Fe₃O₄發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．為提高“酸浸”中鐵元素的浸出率，除了采用合適的液固比和循環(huán)浸取外，適宜的條件還有

 

、

 

．（任舉兩例）
（2）調(diào)節(jié)pH至5.5的目的是

 

．
（3）濾液②中加入NH₄HCO₃時需要控制反應(yīng)溫度不能過高，原因是

 

．（答一點即可）
（4）在空氣中煅燒FeCO₃制備高純氧化鐵的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

分析：（1）酸浸過程中四氧化三鐵和酸反應(yīng)生成亞鐵離子、鐵離子和水；延長反應(yīng)時間，攪拌加速反應(yīng)，合適的酸度等可以提高酸浸率；
（2）依據(jù)流程分析生產(chǎn)目的是得到氧化鐵，根據(jù)礦渣成分可知調(diào)節(jié)PH是為了除去鋁離子，所以加入足量鐵是把鐵離子還原為亞鐵離子防止調(diào)節(jié)PH沉淀；
（3）分析過程加入碳酸氫銨是為了沉淀亞鐵離子，溫度過高會促進亞鐵離子水解或加入的碳酸氫銨分解；
（4）空氣中碳酸亞鐵和氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化碳；

解答：解：（1）酸浸過程中四氧化三鐵和酸反應(yīng)生成亞鐵離子、鐵離子和水，“酸浸”過程中Fe₃O₄發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為，F(xiàn)e₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O；為提高“酸浸”中鐵元素的浸出率，除了采用合適的液固比和循環(huán)浸取外，適宜的條件還有合適的酸濃度、連續(xù)攪拌、延長酸浸時間等；
故答案為：Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O；合適的酸濃度、連續(xù)攪拌、延長酸浸時間等；
（2）分析流程可知生產(chǎn)目的是為了制取氧化鐵，所以流程中加入過量鐵會把鐵離子還原為亞鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH5.5鋁離子沉淀，亞鐵離子不沉淀達到分離的目的；
故答案為：除去濾液①中的Al³⁺；
（3）濾液②中加入NH₄HCO₃時需要控制反應(yīng)溫度不能過高，溫度過高會促進亞鐵離子水解或加入的碳酸氫銨分解；
故答案為：防止NH₄HCO₃受熱分解或防止Fe²⁺水解程度增大；
（4）空氣中碳酸亞鐵和氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeCO₃+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4CO₂；
故答案為：4FeCO₃+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4CO₂；

點評：本題考查了工業(yè)生產(chǎn)流程的分析判斷，鐵及其化合物性質(zhì)的分析應(yīng)用，掌握流程分析方法和題干信息的理解應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．